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儿茶酚胺抑素在自发性高血压大鼠交感神经活化中的作用*

2019-03-19郭建强李素娟贾宇臣

中国现代医学杂志 2019年5期
关键词:周龄血浆心率

郭建强,李素娟,贾宇臣

(内蒙古医科大学附属医院 1.心内科,2.消化内科,内蒙古 呼和浩特 010050;3.内蒙古医科大学 分子生物学研究中心,内蒙古 呼和浩特 010050)

嗜铬粒蛋白A是一种酸性、亲水性分泌蛋白,分布于交感神经节后神经元及肾上腺髓质的嗜铬性颗粒内,与儿茶酚胺共同储存在分泌囊泡中[1]。儿茶酚胺抑素(Catestatin)是嗜铬粒蛋白A中含21个氨基酸残基的分泌片段,能以负反馈的形式抑制儿茶酚胺的释放,因此具有抑制交感神经活性的作用[2-3],而交感神经系统激活是高血压重要的病理生理机制[4]。自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)是研究高血压的理想模型[5]。本研究拟通过检测SHR不同发育阶段血浆Catestatin浓度的变化规律及给该大鼠尾静脉注射Catestatin后的心率变化,探讨Catestatin在高血压交感神经活化中的作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物

无特定病原体(SPF)级雄性大鼠,购自北京维通利华公司,动物合格证号为11400700077784。SHR(SHR组)和正常血压大鼠(Wistar-Kyoto rats,WKY)(WKY组),每组7只,普通饲料喂养,自由进食。实验室恒温(22~24℃)、恒湿(相对湿度:60%),光亮自动切换(亮12 h,8:00~20:00;暗12 h,20:00~8:00)。本研究的动物实验方案由内蒙古医科大学伦理委员会审核通过。

1.2 材料、试剂与仪器

Catestatin多肽序列为RSMRLSFRARGYGFRDPG LQL,由北京赛百盛基因技术有限公司合成,BP-98AL智能无创血压测量仪由北京软隆生物技术有限公司提供,酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒(美国Phoenix Pharmaceuticals公司)购自康肽生物科技(北京)有限公司,美国SpectraMax iD3多功能酶标仪,抑肽酶购自西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,货号A1153。

1.3 血压和心率的测量

采用尾套法检测两组6、12及16周龄大鼠的血压及心率。具体操作步骤根据BP-98AL产品说明书进行。将待测大鼠置于安静、温暖的环境中。适应30 min后将大鼠放在鼠袋中,保持恒温,然后将感应器置于大鼠的尾根部,按下开始键,BP-98AL自动监测大鼠尾部的血流脉动,当判定脉波稳定时,自动开始测量,从测压仪上读取收缩压、舒张压、平均动脉压和心率数据,连测5次,取其平均值。

给12周龄SHR尾静脉注射合成的Catestatin,剂量为3 μg/g体重。Catestatin注射剂量参考文献[6],30 min后检测血压及心率,方法同前。

1.4 血浆Catestatin的检测

采用ELISA测定血浆Catestatin水平。分别在大鼠的6、12及16周龄时从眼眶静脉丛留取血标本0.3~0.4 ml,大鼠继续培养。血标本立即以 3 000 r/min,离心半径7.5 cm,离心10 min,分离血浆,加入10%EDTA-2Na(1 mg/ml)和抑肽酶 2 500 IU/ml(A1153,Sigma),置入-80℃冰箱冷冻储存待测。根据ELISA试剂盒的操作说明书进行。在每孔中加入50 μl的样本、标准品和阳性对照,随后每孔中加入25 μl的结合蛋白、生物素,在室温下孵育2 h,后加入辣根过氧化物酶溶液100 μl/孔,室温下孵育1 h。最后加入底物溶液100 μl/孔,1 h后终止反应,在450 nm读取光密度(OD)值。

1.5 统计学方法

数据分析采用SPSS 16.0统计软件,计量资料以均数±标准差(±s)表示,比较采用配对t检验或重复测量设计的方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组大鼠体重、血压、心率及Catestatin浓度的变化情况

两组大鼠体重比较,采用重复测量设计的方差分析,结果:①不同周龄大鼠的体重有差异(F=528.100,P=0.000);②两组大鼠体重有差异(F=85.813,P=0.000),SHR组的体重小于WKY组;③两组大鼠体重随周龄的变化趋势有差异(F=15.635,P=0.000),WKY组体重随周龄增加的更快。见表1和图1。

两组大鼠血压比较,采用重复测量设计的方差分析,结果:①不同周龄大鼠的血压有差异(收缩压:F=70.913,P=0.000,舒张压 :F=37.938,P=0.000);②两组间血压有差异(收缩压:F=429.93,P=0.000,舒 张 压:F=211.850,P=0.000),SHR组血压高于WKY组;③两组血压变化的趋势有差异(收缩压:F=61.622,P=0.000,舒张压 :F=32.914,P=0.000),SHR组血压随周龄增长呈增加趋势,WKY组保持不变。见表2和图2。

两组大鼠心率比较,采用重复测量设计的方差分析,结果:①不同周龄大鼠的心率有差异(F=6.618,P=0.005);②两组间心率有差异(F=51.021,P=0.005),SHR组心率高于WKY组;③两组心率随周龄增加的变化趋势有差异(F=0.395,P=0.678)。见表3和图3。

两组大鼠血浆Catestatin浓度比较,采用重复测量设计的方差分析,结果:①不同周龄大鼠的血浆Catestatin浓度有差异(F=15.101,P=0.000);②两组间血浆 Catestatin浓度有差异(F=129.198,P=0.000),SHR组Catestatin浓度高于WKY组,SHR组的Catestatin浓度随周龄的增加逐渐升高,而WKY组则保持不变;③两组血浆Catestatin浓度变化趋势有差异(F=11.697,P=0.000)。见表4和图4。

表1 两组大鼠体重的比较(n=7,g,±s)

表1 两组大鼠体重的比较(n=7,g,±s)

组别 6周 12周 16周WKY 组 157.0±13.6 302.9±12.6 330.3±15.1 SHR 组 141.9±12.2 238.9±14.8 268.9±16.4

图1 两组大鼠体重变化趋势

表2 两组大鼠血压的比较 (n=7,mmHg,±s)

表2 两组大鼠血压的比较 (n=7,mmHg,±s)

注:1 mmHg=0.133 kPa

收缩压组别舒张压6周 12周 16周 6周 12周 16周WKY 组 118.9±7.9 123.0±5.7 119.7±4.4 85.7±7.2 91.1±8.1 80.6±8.9 SHR 组 146.6±7.5 193.3±11.7 205.4±8.9 107.7±4.7 153.1±9.7 145.6±13.3

图2 两组大鼠收缩压、舒张压变化趋势

表3 两组大鼠心率的比较(n=7,次 /min,±s)

表3 两组大鼠心率的比较(n=7,次 /min,±s)

组别心率6周 12周 16周WKY 组 363±18 346±18 344±15 SHR组 415±21 398±22 404±11

图3 两组大鼠心率变化趋势

2.2 Catestatin对SHR心率和血压的影响

与给药前比较,给药后30min心率有下降(P<0.05),但血压无变化。见表5。

表4 两组大鼠血浆Catestatin浓度比较(n=7,ng/ml,±s)

表4 两组大鼠血浆Catestatin浓度比较(n=7,ng/ml,±s)

组别血浆Catestatin浓度6周 12周 16周WKY 组 1.10±0.28 1.05±0.21 1.17±0.12 SHR 组 1.60±0.54 1.76±0.26 3.03±0.57

图4 两组大鼠血浆Catestatin浓度变化趋势

表5 Catestatin 对心率和血压的影响 (n=7,±s)

表5 Catestatin 对心率和血压的影响 (n=7,±s)

心率 /(次/min)给药前 196.3±4.3 150.0±8.7 417.6±20.9给药后 30 min 197.0±6.4 144.4±8.8 378.1±15.6 t值 -0.306 2.032 6.604 P值 0.770 0.088 0.001组别 收缩压/mmHg舒张压/mmHg

3 讨论

本研究发现,SHR组不仅血压高于WKY组,心率也高于WKY组,说明交感神经激活是高血压的重要发病机制。目前已有一些学者对Catestatin与高血压的关系进行初步的研究。O'CONNOR等[7]研究表明,不仅高血压患者血浆Catestatin水平是降低的,而且在有高血压家族史但尚未出现高血压的人群中Catestatin也是降低的。但后续的研究结果并不一致,MENG等[8]研究显示,高血压患者血浆Catestatin水平升高,Catestatin/去甲肾上腺素的比值降低。而且在另外一些伴有交感神经激活的心血管疾病,比如心力衰竭、急性心肌梗死、冠状动脉粥样硬化性心脏病中,血浆Catestatin也升高[9-11]。从该既往的研究结果可以看出,Catestatin和交感神经激活有密切的关系。但上述研究均为横断面的调查,本研究在SHR组的发育过程中的不同阶段进行检测,发现血浆Catestatin的水平是逐渐升高的,与此同时,WKY组大鼠则无这种趋势,进一步提示Catestatin可能参与高血压的发病过程,也弥补了既往研究的缺陷。

KENNEDY等[6]研究表明,Catestatin能够抑制电刺激大鼠引起的血压及心率的升高。MAHAPATRA等[12]研究则表明,小鼠基因敲除嗜铬粒蛋白A可引起高血压,外源性补充Catestatin能够降低血压血压正常。FUNG等[13]发现,应用苯肾上腺素可诱导血管收缩,随后予以Catestatin可使收缩的血管舒张。本研究均提示,Catestatin可抑制与交感神经活化相关的血压升高。

在本研究中,尽管SHR组血浆中Catestatin升高,本室仍然尾静脉注射给予Catestatin治疗,发现可下降SHR组的心率。这说明Catestatin具有在实际高血压个体中具有抑制交感神经活性的作用,也说明SHR组血浆中Catestatin的升高是交感神经活性增高的一种代偿反应。Catestatin未能降低血压,笔者认为可能是单一的Catestatin治疗不足以使血压下降。也可能是给药途径的问题,比如近期发表的另外一项研究表明,从中枢神经系统泵入Catestatin可下降血压[14]。

就目前的研究结果而言,Catestatin能够抑制交感神经活化的指标均为心率、血压以及血浆中的去甲肾上腺素水平,该指标都是血流动力学方面的间接反映交感神经的方法,而未直接记录交感神经活化程度的指标,比如,微神经图技术记录传出神经节肌肉交感神经放电率,放射性标记的去甲肾上腺素溢出率的测定[15],以及交感神经纤维的直接标记[16],未来的研究需要应用该指标进一步验证Catestatin的抗交感激活作用。

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